CN110218904A

CN110218904A - 一种电缆护套用铅基合金及其生产工艺

Info

Publication number: CN110218904A
Application number: CN201910439403.9A
Authority: CN
Inventors: 杨海涛; 沈煜婷; 沈维新; 李青
Original assignee: Jiangsu Haibao Battery Technology Co Ltd
Current assignee: Jiangsu Haibao Battery Technology Co Ltd
Priority date: 2019-05-24
Filing date: 2019-05-24
Publication date: 2019-09-10

Abstract

本发明公开了一种电缆护套用铅基合金，合金由以下重量百分比的组分经过熔化制得：锑0.1‑0.4%、锡0.3‑0.6%、银0.02‑0.05%、铜0.01‑0.03%和铋0.04‑0.08%，其余为铅。本发明的优点是：锑、铜元素可以有效地提高铅基合金的强度及柔韧性、延展性等加工特性，但同时也会增加合金的脆性，通过添加锡可明显改善添加锑、铜后造成的脆性，同时可以提高铅的流动性及柔韧性，添加银可明显改善铅基合金的耐腐蚀性，因铋与铅具有相近的原子大小，可以任意比例混合，与铅形成置换固溶体，可以有效提高铅基合金的一致性与致密性，提升铅基合金的防潮防水性能，锑、锡、铜、银、铋元素与铅均可以很好地相熔，成分分布均匀，成分稳定，铅基合金一致性好。

Description

一种电缆护套用铅基合金及其生产工艺

技术领域

本发明涉及电缆领域，具体涉及一种电缆护套用铅基合金及其生产工艺。

背景技术

电力电缆会在电缆的外层增加保护层，保护层也叫做保护套，保护套有内护套和外护套之分。内护套的作用主要是保护钱芯绝缘层不受外力机械损伤，防止水分的浸入和浸溃剂的外流。外护层的作用则是防腐蚀、机械保护和屏蔽。用铅基合金制造电力电缆护套已有很久的历史，目前主要使用的铅基护套合金主要有铅锑锡合金、铅锑锡碲合金和铅锑铜合金等。但这些合金存在成分和性能不稳定的现象，在使用过程中偶尔会出现加工负荷不稳定，有时甚至因为负荷突然变化造成的自动停机问题，以及出现拉断的问题和护套出现裂纹缺陷等，给制造厂家造成较大的损失。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种电缆护套用铅基合金及其生产工艺。

本发明采用的技术方案是：

一种电缆护套用铅基合金，所述合金由以下重量百分比的组分经过熔化制得：锑0.1-0.4%、锡0.3-0.6%、银0.02-0.05%、铜0.01-0.03%和铋0.04-0.08%，其余为铅。

进一步的，所述合金由以下重量百分比的组分经过熔化制得：锑0.2%、锡0.4%、银0.025%、铜0.02%和铋0.04%，其余为铅。

一种电缆护套用铅基合金的生产工艺，具体操作步骤如下：将配方量的铅添加到铅冶炼炉中，加热升温到400-450℃，铅完全熔化，添加适量的除渣剂，开启搅拌机进行搅拌，让除渣剂与铅渣充分反应至粉末状，用专用工装将漂浮在铅液表面的铅渣打捞干净，升温至400-450℃，添加配方量的锑，开启搅拌，控制搅拌机搅拌频率25 Hz，至锑块完全熔化后，添加配方量的锡和配方量的铋，搅拌10min后停止搅拌，继续升温至550-600℃，添加配方量的银和配方量的铜，在550-600℃的条件下，以18Hz的搅拌频率搅拌20-40min，使铅合金各组分混合均匀，使用光谱仪测试铅基合金的成分含量，测试结果符合要求后在580±20℃的条件下将合金浇铸成铅锭，注意各组分的添加温度、搅拌时间、搅拌速度须按照工艺流程要求执行，否则会影响各组分的含量及均匀一致性，同时各添加成分在配制过程中会出现损耗问题，各组分的损耗按照5%进行计算，添加配方时按照理论计算105%的比例进行添加。

进一步的，所述铅中铅的净含量≥99.994%，所述锑中锑的净含量≥99.0%，所述锡中锡的净含量≥99.9%，所述铋中铋的净含量≥99.997%，所述银中银的净含量≥99.99%，所述铜中铜的净含量≥99.95%。

本发明的有益效果是：1、锑、锡、铜、银、铋元素均可起到提高铅基合金特性的功效：锑、铜元素可以有效地提高铅基合金的强度及柔韧性、延展性等加工特性，但同时也会增加合金的脆性，通过添加锡可明显改善添加锑、铜后造成的脆性，同时可以提高铅的流动性及柔韧性，添加银可明显改善铅基合金的耐腐蚀性，因铋与铅具有相近的原子大小，可以任意比例混合，与铅形成置换固溶体，可以有效提高铅基合金的一致性与致密性，提升铅基合金的防潮防水性能，锑、锡、铜、银、铋元素与铅均可以很好地相熔，成分分布均匀，成分稳定，铅基合金一致性好；2、采用本发明的铅基合金制备得到的高压电缆具有良好的密封性能与防水防潮性能，可在各种酸碱条件下正常使用，且韧性好，不影响电缆的可曲性，进而延长了电缆的使用寿命；3、铅基合金制备过程简单，制备步骤精简，制备成本较低。

具体实施方式

为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例对本发明作进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明的保护范围的限定。

实施例1

一种电缆护套用铅基合金，其由下列重量百分比的成分经过熔化制得：锑0.2%，锡0.4%，银0.025%，铜0.02%，铋0.04%，其余为铅，铅中铅的净含量≥99.994%，锑中锑的净含量≥99.0%，锡中锡的净含量≥99.9%，铋中铋的净含量≥99.997%，银中银的净含量≥99.99%，铜中铜的净含量≥99.95%。

上述一种电缆护套用铅基合金的生产工艺，具体操作步骤如下：将配方量的铅添加到铅冶炼炉中，加热升温到400-450℃，铅完全熔化，添加适量的除渣剂，开启搅拌机进行搅拌，让除渣剂与铅渣充分反应至粉末状，用专用工装将漂浮在铅液表面的铅渣打捞干净，升温至400-450℃，添加配方量的锑，开启搅拌，控制搅拌机搅拌频率25 Hz，至锑块完全熔化后，添加配方量的锡和配方量的铋，搅拌10min后停止搅拌，继续升温至550-600℃，添加配方量的银和配方量的铜，在550-600℃的条件下，以18Hz的搅拌频率搅拌20-40min，使铅合金各组分混合均匀，使用光谱仪测试铅基合金的成分含量，若不符合要求，则添加对应的成分材料，直到合格为止，而后在580±20℃的条件下将合金浇铸成铅锭，注意各组分的添加温度、搅拌时间、搅拌速度须按照工艺流程要求执行，否则会影响各组分的含量及均匀一致性，同时各添加成分在配制过程中会出现损耗问题，各组分的损耗按照5%进行计算，添加配方时按照理论计算105%的比例进行添加。

实施例2

一种电缆护套用铅基合金，其由下列重量百分比的成分经过熔化制得：锑0.1%，锡0.45%，银0.02%，铜0.03%，铋0.05%，其余为铅，铅中铅的净含量≥99.994%，锑中锑的净含量≥99.0%，锡中锡的净含量≥99.9%，铋中铋的净含量≥99.997%，银中银的净含量≥99.99%，铜中铜的净含量≥99.95%。

实施例3

一种电缆护套用铅基合金，其由下列重量百分比的成分经过熔化制得：锑0.25%，锡0.5%，银0.025%，铜0.01%，铋0.07%，其余为铅，铅中铅的净含量≥99.994%，锑中锑的净含量≥99.0%，锡中锡的净含量≥99.9%，铋中铋的净含量≥99.997%，银中银的净含量≥99.99%，铜中铜的净含量≥99.95%。

实施例4

一种电缆护套用铅基合金，其由下列重量百分比的成分经过熔化制得：锑0.4%，锡0.3%，银0.05%，铜0.015%，铋0.06%，其余为铅，铅中铅的净含量≥99.994%，锑中锑的净含量≥99.0%，锡中锡的净含量≥99.9%，铋中铋的净含量≥99.997%，银中银的净含量≥99.99%，铜中铜的净含量≥99.95%。

实施例5

一种电缆护套用铅基合金，其由下列重量百分比的成分经过熔化制得：锑0.15%，锡0.6%，银0.03%，铜0.025%，铋0.08%，其余为铅，铅中铅的净含量≥99.994%，锑中锑的净含量≥99.0%，锡中锡的净含量≥99.9%，铋中铋的净含量≥99.997%，银中银的净含量≥99.99%，铜中铜的净含量≥99.95%。

将实施例1-5中制备得到的五种铅基合金分别从铅锭的不同位置及不同放铅时间（即铅基合金浇铸成铅块的这段过程的时间）取样10块，分别分析，每种合金不同样之间各组分的误差百分比，数据如下表所示：

从上表的数据可以看出同批次的铅基合金，主要成分的误差可以控制在7%以内，成分较稳定，一致性好。

将实施例1-5中制备得到的五种铅基合金分别制备大小为50mm*50mm厚度为1mm的铅片，浸没在1.400g/ml的硫酸溶液中，将铅片与电极的正极连接，通2A的直流电，5个样品之间串联，再次状态下连续通电168h，过程中保持硫酸的密度始终为1.400g/ml，使用醋酸将铅片表面的腐蚀层清理干净，烘干，称量电化学腐蚀前后各铅片的重量，计算其重量损失百分比，5件样品的重量损失率可控制在6%以内（通常电缆护套铅基合金的重量损失率在10-12%），合金耐腐蚀性好，具体数据如下表所示：

样品名称	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5
						电化学腐蚀前后重量损失百分比（%）	3.8	4.2	5.2	4.6	5.4

Claims

1.一种电缆护套用铅基合金，其特征在于，所述合金由以下重量百分比的组分经过熔化制得：锑0.1-0.4%、锡0.3-0.6%、银0.02-0.05%、铜0.01-0.03%和铋0.04-0.08%，其余为铅。

2.根据权利要求1所述的一种电缆护套用铅基合金，其特征在于，所述合金由以下重量百分比的组分经过熔化制得：锑0.2%、锡0.4%、银0.025%、铜0.02%和铋0.04%，其余为铅。

3. 一种电缆护套用铅基合金的生产工艺，其特征在于，具体操作步骤如下：将配方量的铅添加到铅冶炼炉中，加热升温到400-450℃，铅完全熔化，添加适量的除渣剂，开启搅拌机进行搅拌，让除渣剂与铅渣充分反应至粉末状，用专用工装将漂浮在铅液表面的铅渣打捞干净，升温至400-450℃，添加配方量的锑，开启搅拌，控制搅拌机搅拌频率25 Hz，至锑块完全熔化后，添加配方量的锡和配方量的铋，搅拌10min后停止搅拌，继续升温至550-600℃，添加配方量的银和配方量的铜，在550-600℃的条件下，以18Hz的搅拌频率搅拌20-40min，使铅合金各组分混合均匀，使用光谱仪测试铅基合金的成分含量，测试结果符合要求后在580±20℃的条件下将合金浇铸成铅锭。

4.根据权利要求3所述的一种电缆护套用铅基合金的生产工艺，其特征在于，所述铅中铅的净含量≥99.994%，所述锑中锑的净含量≥99.0%，所述锡中锡的净含量≥99.9%，所述铋中铋的净含量≥99.997%，所述银中银的净含量≥99.99%，所述铜中铜的净含量≥99.95%。